Björn Maronga
EUPHORIC ist ein von der DFG gefördertes Forschungsprojekt in Kooperation mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig und der Technischen Universität Dresden. Das Projekt zielt darauf ab, die Auswirkungen des flächendeckenden Einsatzes von Photovoltaik (PV) in städtischen Gebieten auf das Mikroklima im Außen- und Innenbereich, den thermischen Komfort und die Luftqualität zu untersuchen. Dafür soll eine neue Parametrisierung für PV-Module auf Dächern in das Stadtklimamodell PALM implementiert werden, um Auswirkungen des flächendeckenden Einsatzes von PV-Modulen unter realistischen atmosphärischen Bedingungen zu simulieren und zu analysieren.
Städte nehmen etwa 2 % der globalen Landfläche ein, verbrauchen aber 60 bis 85 % der weltweiten Energie und produzieren 70 % der weltweiten Kohlendioxidemissionen. In den letzten Jahren hat die Stromerzeugung durch PV exponentiell zugenommen. PV-Dachanlagen bieten mehrere Vorteile, wie lokale saubere Energieerzeugung, Energieunabhängigkeit, weniger Energieimporte und -kosten sowie eine effiziente Raumnutzung. Die Auswirkungen von PV-Dachanlagen auf das städtische Mikroklima wurden jedoch bisher nicht in gebäudeaufgelösten numerischen Studien auf der Maßstabsebene einer Stadt oder eines Stadtviertels untersucht. Daher verwenden wir das Large-Eddy-Simulation Model PALM um die Auswirkungen von Dach-PV auf das städtische Mikroklima, den thermischen Komfort im Freien, den Energiebedarf in Innenräumen und die Einsparungen an CO2-Äquivalenten zu untersuchen. Für die Realisierung entwickeln wir im ersten Schritt eine Parametrisierung für PV-Module, die anschließend in das Modell implementiert, mit Simulationen getestet sowie mit Messdaten validiert werden soll. Darüber hinaus führen wir Sensitivitätsstudien zu relevanten Parametern durch, die die Auswirkungen der Photovoltaik auf das Innen- und Außenklima beeinflussen. Dazu gehören die Dach- bzw. Installationshöhe, die Dachform- und Neigung, die Dachmaterialien unterhalb der Module, die meteorologischen Bedingungen, der Grad der PV-Abdeckung auf Dächern und der Wirkungsgrad. Die Simulationen umfassen sowohl idealisierte als auch reale Stadtgebiete.
